JPH03124271A - 高調波抑制インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明はインバータ装置に係り、特に高調波抑制機能を
備えた高調波抑制インバータ装置に関する。

Ｂ２発明の概要 本発明は、順変換部と逆変換部からなるインバータ装置
において、 前記順変換部を自己消弧型スイッチング素子によって構
成すると共に、該順変換部のスイッチング素子をＰＷＭ
制御する制御回路部を設けることにより、 電流の高調波成分を有効に抑制できる高調波抑制インバ
ータ装置を得る。

Ｃ１従来の技術 近年では半導体電力変換装置の旨及に伴って電力系統の
高調波問題が顕在化しつつある。この問題に対処するた
めに種々の高調波抑制機能を備えた装置が提案されてい
る。

９９発明か解決しようとする課題 インバータ等のような整流回路を有する装置は高調波発
生源の代表例である。従って、これらの電力機器を設置
する需要家では高調波が逆配置系統へ流出するのを抑制
するために、新たに高調波抑制装置を設置しなければな
らなかった。

インバータ自身では、系統電源の正弦波化を行うべくイ
ンバータの入力回路に自己消弧素子を使用しＰＷＭ制御
を行うことにより、入力端子を正弦波化する方法もある
が多数台の設備の場合にはコスト高となった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、順変換部を自己消弧型スイッチング
素子で構成し、高調波を含む系統の電流を検出して補償
電流指令値の演算を行うと共に、この補償電流指令とモ
ータ駆動に必要な電流指令値とによって前記順変換部を
制御することにより、安価にして高性能な高調波抑制イ
ンバータ装置を提供することである。

Ｅ１課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、交流電力を直流
電力に変換する順変換部と、この順変換部による直流電
力を所定周波数の交流電力に変換する逆変換部と、面記
順変換部を制御する制御回路部からなり、前記順変換部
を自己消弧型スイッチング素子により構成すると共に、
前記制御回路部を萌記順変換部の入力電圧検出信号、電
源の負荷電流検出信号、前記順変換部の入力電流検出信
号および前記順変換部の直流出力電圧検出信号を基に演
算処理して前記順変換部のスイッチング素子を制御する
演算手段によって構成する。

２１作用 順変換部に自己消弧型スイッチング素子を用いてＰＷＭ
制御を行う。この順変換部に流入する電流を同じ系統に
接続される他機器から発生ずる高調波電流を補償する七
共にインバータ自身の負荷に必要な電流を流し、これら
インバータ、他機器の接続される主電源から供給される
トータル電流を正弦波とするように制御する。

Ｇ　実施例 以下に本発明の実施例を第１図〜第３図を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の実施例？こよる高調波抑制インバータ
装置を示し、Ｉは交流電源、２はリアクトル、３はコン
デンサで、これらのりアクドル２とコンデンサ３によっ
て搬送波除去フィルタ４が形成される。５は交流リアク
トル、６は順変換部で、搬送波除去フィルタ４と交流リ
アクトル５を介して交流電源Ｉに接続されている。順変
換部６は自己消弧型スイッチング素子であるトランジス
タ７をブリッジ接続してなり、トランジスタ７にはダイ
オード８が逆並列に接続されている。９はコンデンサ、
１０は逆変換部であり、ダイオード１２が逆並列接続さ
れたトランジスタ１１をブリッジ接続して構成されてい
る。

１３は電圧検出器であるトランス、１４は電流検出器で
ある変流器で負荷電流Ｉ　＋、を検出する。

１５は電流検出器である変流器でインバータ電流を検出
する。１６は電流検出器で直流電流を検出する。１７は
順変換部６を制御する制御回路部で、ｌ・ランス１３か
らの同期信号Ｓｌ、変流器Ｉ４の負荷電流検出信号Ｓ２
．変流器１５のインバータ電流検出信号Ｓ３．直流電圧
検出信号Ｓ４および直流電流検出信号Ｓ５を入ノＪとし
てゲート信号Ｓ６を出力ずろ。かくして、順変換部６．
逆変換部■０および制御回路部Ｉ７によってアクティブ
インバータＩ８が構成される。１９ａ〜＋９ｃは負荷で
ある誘導電動機、２０ａ、２０ｂはインバータである。

第１図の高調波抑制インバータ装置において、順変換部
６は交流電源■からの交流電力を直流電力に変換する。

順変換部６の直流電力は逆変換部１０によって所定周波
数の交流電力に変換された後に誘導電動機１９ａに供給
される。制御回路部１７は同期信号Ｓ１．負荷電流検出
信号Ｓ２．インバータ電流検出信号Ｓ３．直流電圧検出
信号Ｓ４および直流電流検出信号Ｓ５を入力とし、これ
らの信号に基づいてＰＷＭ信号を出力し、順変換部６の
トランジスタ７を制御する。ずなわち、順変換部６と逆
変換部ＩＯから成る主回路部は、従来の電圧形電源回生
インバータと同じで、入力側には交流リアクトル５が接
続されており、又順変換部６に自己消弧型スイッヂング
素子が使用されている。制御回路部Ｉ７は、従来型イン
バータに系統の高調波電流の抑制機能を持たせるために
、抑制の対象となる負荷電流ｒ１．を検出して、目的と
する負荷電流Ｉ　ｔに対しての高調波補償電流指令値を
演算する機能が新たに追加されている。従って、誘導電
動機１９ａを運転していないときでも、順変換部６のス
イッヂング素子を制御することによって系統負荷電流■
１、の高調波を補償するものである。

第１図の高調波は抑制インバータ装置によれば、次のよ
うな種々の利点が得られる。

（１）　可変速装置として機能するだけでなく、同じ電
力系統の高調波電流を補償する機能も合わせもっている
ため別置のアクティブフィルタが不要である。

（２）　多数台の汎用インバータを設置する場合でも、
高調波の補償容量に応じた高調波抑制機能つきインバー
タを少数台設置することにより、より経済的に高調波抑
制が行える。

（３）　このインバータ装置のコンバータ部主回路素子
には自己消弧型スイッヂング素子を使用しており電源回
生が簡単に行える。

（４）　従来のインバータの主回路部構成とほとんど同
じであり、コストアップさせることなしに高調波抑制装
置の役目もするので経済性に優れており、かなりのコス
トパフォーマンスアップとなる。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、本実施例に
おいては、制御回路部を補償電流指令値演算回路２１と
ＰＷＭ演算回路２２によって構成すると共に、他の負荷
としては整流器負荷２３ａ２３ｂを用いたものである。

第２図の高調波抑制インバータ装置によれば、順変換部
６のゲート信号は、入力電圧検出信号である同期信号Ｓ
ｌと負荷電流Ｉ　ｔを基に補償電流指令値演算回路２Ｉ
によって補償電流指令値を算出し、この補償電流指令値
とインバータ電流検出信号Ｓ３および直流電圧検出信号
Ｓ４を基にＰＷＭ演算回路２２によってＰＷＭ信号を得
、このＰＷＭ信号を順変換部６にゲート信号として供給
する。

第３図は第２図の高調波抑制インバータ装置の各部の電
流波形を示すもので、曲線１２１は電源電流Ｉｇの波形
、曲線ρ、は負荷電流Ｉｓの波形、曲線り。

は負荷電流■、の基本波分電流ＩＦの波形、曲線ａ４は
負荷電流１　＋、の高調波分電流（ＩＦ　　ＩＬ）の波
形、曲線ρ５はインバータ入力端子■。の波形、曲線ρ
６はモーターを駆動するのに必要な電流の波形である。

第３図から明らかなように、インバータ入力電流Ｉ。は
モーター駆動に必要な電流と負荷電流■、の高調波補償
電流として流れる。従ってモーターを運転するインバ・
−夕でありながら系統電流Ｉ５の正弦波化も行えると共
に、第１図のものと同様な作用を行う。

Ｈ，発明の効果 本発明は、上述の如くであって、自己消弧型スイッチン
グ素子を有する順変換部とこの順変換部の直流出力電力
を所定周波数の交流電力に変換する逆変換部からなり、
高調波を含む系統の電流を検出して補償電流指令値演算
を行うと共に、この補償電流指令値と負荷駆動に必要な
電流指令によって前記スイッチング素子をＰＷＭ制御す
るようにしたから、有効な高調波抑制インバータが得ら
１ ２ れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による高調波抑制インバータ装
置のブロック図、第２図は本発明の他の実施例による高
調波抑制インバータ装置のブロック図、第３図は第２図
の装置の各部の電流波形図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電力を直流電力に変換する順変換部と、この
   順変換部による直流電力を所定周波数の交流電力に変換
   する逆変換部と、前記順変換部を制御する制御回路部か
   らなり、前記順変換部を自己消弧型スイッチング素子に
   より構成すると共に、前記制御回路部を前記順変換部の
   入力電圧検出信号、電源の負荷電流検出信号、前記順変
   換部の入力電流検出信号および前記順変換部の直流出力
   電圧検出信号を基に演算処理して前記順変換部のスイッ
   チング素子を制御する演算手段によって構成したことを
   特徴とする高調波抑制インバータ装置。